連動物都可以玩批量“訂制”了

說到“克隆”這個詞，很多人會想到世界上第一例運用這項技術培育出的動物——克隆羊“多莉”，它標志著生物體通過體細胞進行無性繁殖的克隆技術，成為現實。這之后克隆豬、克隆牛等紛紛問世，但克隆犬卻遲遲沒做出來。由于犬的卵母細胞質量較差等原因，犬被科學界普遍認為是最難克隆的動物之一，在細胞克隆犬“龍龍”出現以前，該領域的技術一直被韓國所壟斷。

可裁剪基因的神奇的剪刀

龍龍的供體是一只叫“蘋果”的比格公犬，經過近半年的觀察，它被確診為動脈粥樣硬化的典型癥狀，如脂類代謝發生紊亂、高血脂等，不過這正是研究人員希望看到的。“蘋果”就此成為世界首例動脈粥樣硬化疾病模型犬。

動脈粥樣硬化是一種老年多發性疾病。在眾多的發病因素中，有個叫做APOE的關鍵基因，對脂質的運輸和代謝發揮主要作用。如果敲除犬的APOE基因，可使其血漿膽固醇升高，誘發粥樣硬化病變。

那么，如何讓功能基因想要就要、想沒就沒呢？研究人員利用的是最近生物學上“紅得發紫”的第三代最新基因編輯技術CRISPR/Cas9，它具有構建簡單方便、基因打靶效率更高等特點。目前世界各國科學家已利用該技術成功培育出基因編輯牛、羊、豬、兔、小鼠、大鼠等動物以及人類胚胎。

在狗狗身上打主意，實現基因敲除，并非首次。2015年，中科院廣州生物醫藥與健康研究院研究員賴良學取得世界首例基因打靶犬，通過敲除犬肌肉生長抑制素基因，讓其比普通犬更加肌肉發達。其中一條狗也因此得名“大力神”。

該項科研成果為基因編輯犬的制備開辟了新方法。隨后，希諾谷公司科研團隊在賴良學帶領下利用該技術，敲除犬APOE基因，首次將其應用于人類遺傳疾病犬模型的培育，并取得成功。

好多動物被克隆，為什么狗剩下了

有了“蘋果”后，研究人員就開始對它進行體細胞克隆。因為體細胞克隆技術能一次性培育出一批遺傳背景一致、年齡相近的實驗犬，便于更有效地篩選出療效顯著的新藥，于是就有了“龍龍”。

其實，克隆并不是新鮮事。1996年第一只體細胞克隆綿羊“多莉”誕生后，小鼠、牛、山羊、豬、貓、兔、騾、馬、大鼠等多種哺乳動物的體細胞克隆相繼獲得成功。但克隆犬卻遲遲沒做出來，因為犬被科學界普遍認為是最難克隆的動物之一。

“在模式動物中，犬比豬的應用歷史更長，但由于犬克隆技術不成熟，犬的疾病模型工作也一直推展不開。”賴良學介紹，犬克隆難是因為犬卵母細胞質量較差，犬克隆胚制備技術難度大；犬發情持續時間長，因而克隆胚與代孕母的生殖周期難以同步化等。這都成為犬體細胞克隆的瓶頸，制約了該技術的應用。

體細胞克隆犬直到2005年才由韓國科學家黃禹錫成功制備。黃禹錫？對，沒錯，就是那個因干細胞造假跌下神壇的學術大牛，但他在克隆犬方面的貢獻還是有目共睹的。他開發的克隆犬“獨門絕技”讓韓國足足“笑傲世界江湖”十幾年。

但這個壟斷終于被中國人打破了！希諾谷公司相繼攻克了犬體細胞系建立、卵母細胞供體犬的發情鑒定、成熟卵母細胞的獲取、體細胞核移植、胚胎融合激活及胚胎移植等技術難題，建立了具有自主知識產權的犬體細胞克隆技術平臺。“我們通過優化體細胞克隆技術平臺，提高了犬克隆胚胎的著床效率。著床效率最高的一次是移植了7枚胚胎，有5枚胚胎成功著床，最終生了2只健康的克隆犬；而據韓國報道，出生一只克隆犬，最少要移植12枚胚胎。此外，我國克隆犬目前的懷孕率在50%左右，高于韓國。” 從事此工作的馮沖博士介紹。

以后可定制特定功能的狗了

開發基因編輯克隆犬技術有什么用？在中國農業大學動物醫學院施振聲教授看來，最重要的還是生物學的意義。“它使我們對生命科學特別是克隆技術的理解更加深刻。狗的生殖生理系統與其它哺乳動物有巨大差異，克隆非常難，這次成功說明中國生物技術的飛躍。”

“基因編輯疾病模型犬具有很大優勢，將有助于人類醫藥和遺傳疾病的研究，同時也會促進獸醫學發展。”施振聲說，犬是非常理想和成熟的實驗動物，犬與人類在營養代謝、生理解剖等方面有很多相似點，犬有900種遺傳疾病，其中有400多種與人類遺傳相似。而且狗溫順，易控制、易配合，是藥篩的主要動物之一。

所謂的“功能定制”就是人們對狗敲入或敲除某個基因；然后以其為模本進行復制或“批量”生產，也就是克隆。通過“基因編輯+克隆”技術，狗可以根據需要變得嗅覺更靈敏、肌肉更發達或者罹患某種疾病。按照理論，“定制”動物就可以實現“批量”復制了。（編輯/有慶）